2.3: Що робить інженера?

Інженери вирішують завдання, використовуючи математику, науку та технології. Вони також розробляють продукти, корисні для людини. Щоб стати інженером, вам потрібна ступінь в галузі інженерії, яка надасть вам широкий досвід у галузі математики, науки та техніки, оскільки інженери використовують ці навички для вирішення проблем щодня. Окрім широкого фону, студенти-інженери також обирають спеціалізацію в тій чи іншій галузі інженерії. Інженери в кожній галузі мають знання та навички, які можуть бути застосовані до багатьох галузей і можуть сприяти вирішенню багатьох різних типів проблем. Оскільки багато інженерних проектів охоплюють безліч проблем, які потрібно вирішити, інженери в одній галузі часто тісно співпрацюють зі спеціалістами в інших галузях, включаючи вчених, інших інженерів та лідерів бізнесу.

Інженерна спеціалізація

Більшість інженерних спеціалізацій виникли за останні 200 років, оскільки наукові знання в різних галузях зросли. До цього інженерія зосереджувалася насамперед на будівництві доріг, мостів, каналів або військових споруд та пристроїв.

Діяльність

Щоб краще зрозуміти широту інженерних спеціалізацій, настав час скласти ще один список. Цього разу вам не потрібно робити ніяких досліджень. Просто складіть список всіх інженерних спеціалізацій або типів інженерів, які ви можете придумати, і напишіть короткий опис однієї з цих спеціалізацій. Зверніться до списку інженерних товариств, які представляють різні інженерні спеціалізації в кінці цього розділу. Скільки ви змогли назвати? Чи є інші, яких ви не записували? Чи був ваш опис інженерної спеціалізації подібним до опису перерахованого? Можливо, ви захочете витратити деякий час на читання всіх описів, щоб краще зрозуміти різні інженерні спеціалізації.

Діяльність

Тепер, коли ви знайомі з деякими різними інженерними спеціалізаціями та основними суспільствами, які представляють інженерну техніку, давайте подивимося, чи можете ви поєднати інженерний проект з інженерною спеціалізацією.

Виробник літаків хоче спроектувати та виготовити найбільший у світі літак. Якого типу інженера (ів) вони повинні найняти?

З прочитання опису інженерних спеціалізацій в кінці глави, ваша перша відповідь може бути аерокосмічним інженером. Однак чи знаєте ви, що всередині літака є кілометри електричної проводки та тисячі електронних пристроїв, таких як Airbus A380, показані на малюнку нижче? Тому може бути гарною ідеєю найняти інженера з деякими знаннями електричних систем (можливо, інженера-електрика). Ми, мабуть, не хочемо, щоб літак розбивався на шматки під вагою сотень людей або тисяч фунтів вантажу всередині літака, тому може бути гарною ідеєю найняти інженерів-будівельників або інженерів-будівельників. Сьогодні існують тисячі різних матеріалів, які можуть бути використані для виготовлення продукції, тому ми можемо найняти інженерів зі спеціалізованими знаннями матеріалів (інженер з матеріалів). Пілоти повинні мати можливість керувати дуже спеціалізованим обладнанням, яке керує літаком, тому ви, можливо, захочете найняти інженерів, які спеціалізуються на взаємодії людина-комп'ютер (інженер-промисловець). Також може бути гарною ідеєю найняти інженерів-систем, які мають спеціалізовані знання про те, як різні частини літака (механічні, електричні, конструкційні, матеріали, взаємодія людина-комп'ютер) підходять і працюють разом.

Airbus A380 - найбільший комерційний реактивний лайнер у світі. Він може перевозити до 850 пасажирів на двох пасажирських палубах у фюзеляжі.

Збагачувальна діяльність (швидка)

Виберіть один з профілів інженера на початку глави. Напишіть короткий звіт, в якому пояснюється, який тип інженерної спеціалізації, якщо така є, на вашу думку, має інженер.

Збагачувальна діяльність (середня)

Щоб краще зрозуміти інженерні спеціалізації, перейдіть на веб-сайти одного або декількох професійних товариств та прочитайте про спеціалізацію. Напишіть звіт, який описує обрану вами інженерну спеціалізацію.

Інженерні навички

Багато роботодавців наймають інженерів через певні навички, а не через певну дисципліну, ступінь або спеціалізацію. Давайте вивчимо спектр інженерних навичок та освітніх ступенів, які роботодавці шукають у своїх співробітників. Оголошення про роботу зазвичай описують посаду та перераховують навички, досвід та освіту, необхідні або бажані для посади. Інженерні навички можуть бути високотехнічними, а можуть включати в себе вміння використовувати певні види математики і науки, вміння користуватися певними типами інструментів, вміння керувати певними типами комп'ютерних програм або вміння застосовувати певні області спеціалізованих інженерних знань.

Діяльність

В кінці глави ви знайдете кілька оголошень про інженерні вакансії, які були розміщені в Інтернеті в 2007 році. Коли ви читаєте їх, ви можете помітити нові або незнайомі вам терміни, особливо якщо оголошення описує спеціалізовані технічні навички. Ви також можете побачити терміни, які ви розумієте. Уважно прочитайте кожну з посадових інструкцій і вимог. Складіть список вимог до ступеня для кожної позиції, досвіду, необхідного для кожної позиції, і вимог до навичок, які ви розумієте. Ви помітили, що ступінь інженера була вказана як вимога у всіх трьох оголошеннях? Можливо, ви також помітили, що жодна з позицій не вимагала конкретної інженерної спеціалізації.

Близько половини всіх інженерних оголошень про роботу сьогодні не вимагають спеціальної інженерної ступеня. Швидше за все, вони вимагають інженерного ступеня в поєднанні з набором конкретних навичок або досвіду.

У двох оголошеннях відображається бажана кількість років досвіду, а всі оголошення містять певні типи досвіду. Нижче ви знайдете один приклад з кожного з оголошень.

• Оголошення 1: Досвід управління складними, гучними проектами.
• Оголошення 2: Знайомство або досвід роботи в одній або декількох з наступних областей: розробка продуктів, управління програмами, створення зображень і друк.
• Оголошення 3: Досвід лиття пластмас під тиском

Досвід є дуже важливою кваліфікацією для більшості інженерних робіт. Багато студентів-інженерів отримують досвід під час навчання в школі через стажування та/або через неповний робочий день. Інші отримують досвід працевлаштування після школи і просуваються на нові посади по мірі набуття більшого досвіду.

Давайте тепер розглянемо деякі інженерні навички, з якими ви, напевно, більш знайомі. Ви помітили, що всі три оголошення вимагають хороших комунікативних навичок?

• Оголошення 1: демонструє сильні комунікативні навички, чітко документуючи діяльність та представляючи інформацію, технічний зміст та ідеї за допомогою розмовних та письмових слів; добре слухає.
• Оголошення 2: Хороші комунікативні навички
• Оголошення 3: Сильні комунікативні навички з можливістю ініціювати встановлення та підтримувати позитивні відносини з внутрішніми та зовнішніми клієнтами. Чисті, точні, точні роботи і документації.

Інженери повинні вміти передавати свої ідеї іншим. Інженери часто роблять презентації, пишуть технічні звіти, взаємодіють з замовниками та іншими технічними експертами.

В одному з оголошень використовуються такі слова: «чиста, точна, точна робота і документація». Багато інженерів зберігають докладні зошити своєї роботи. Це допомагає їм згадати, як вони вирішили проблему, або чому вони вирішили розробити продукт певним чином. Як ви думаєте, Брати Райт зберігали хороші нотатки, поки вони намагалися спроектувати перший у світі літак? Вони фіксували кожен експеримент, кожен провал і кожен успіх. Іноді інженерні записки використовуються для подачі заявки на патенти, які можуть бути досить цінними. Іноді інженери повинні захищати свої конструкції, коли виникають проблеми. Чому, на вашу думку, важливо мати інженерні записки та документацію у разі інженерної несправності, наприклад, обвалення моста чи будівлі? Одна відповідь полягає в тому, що примітки та документація допомагають інженерам знаходити причини відмови, що в кінцевому підсумку призводить до вдосконалення конструкцій. Інша відповідь полягає в тому, що хороша документація може захистити інженерів від судових позовів.

Всі три оголошення також вимагали хороших організаторських здібностей.

• Оголошення 1: Визначає та визначає пріоритети реалістичних, конкретних цілей; здатний виконувати заплановані завдання в умовах зміни пріоритетів.
• Оголошення 2: Хороші організаторські здібності, багатозадачність, здатність до командної роботи обов'язкові, самоспрямовані
• Оголошення 3: Орієнтований на деталі, сильні організаційні навички, управління часом (часові рядки) та кінцевий термін. Самостійний стартер, мотивований і ініціативний.

Інженери часто працюють над декількома проектами одночасно (багатозадачність), і більшість з них мають різні завдання та відповідні терміни. Інженери також зазвичай працюють з однією або декількома командами одночасно, де кожен член команди має різні навички та обов'язки. Терміни виконання завдань мають вирішальне значення для успіху більшості проектів. Іноді відсутність терміну може призвести до скасування всього проекту або може призвести до втрати значного доходу. Наприклад, уявіть, що ви перебуваєте в команді, яка розробляє новий контролер відеоігор. Якщо ви не закінчите проектування, тестування і виготовлення виробу, ваша компанія може пропустити курортний сезон, в якому буде відбуватися більшість продажів продукції. Або, можливо, ваша компанія знає, що інша фірма також розробляє новий контролер відеоігор і що перша компанія, яка виведе свій продукт на ринок, швидше за все, придбає найбільше клієнтів.

Збагачувальна діяльність (середня)

Подивіться на п'ять інженерних вакансій на веб-сайті публікації вакансій або в газеті та перерахуйте конкретну кваліфікацію цих п'яти позицій. Чи є кваліфікація, яку всі вони мають спільну?

Збагачувальна діяльність (середня)

Визначте одну або дві інженерні навички з рекламних оголошень нижче, які вас цікавлять, і проведіть деякі дослідження, щоб пояснити природу та деталі цієї майстерності.

В одному оголошенні вказано наступну вимогу:

• Оголошення 1: Використовує логічний, системний підхід до вирішення проблем шляхом аналізу та оцінки альтернативних рішень.

Інженери вчаться вирішувати проблеми, використовуючи ретельний систематичний підхід до вирішення проблем. Зверніть увагу, що в вимозі також зазначено, «... і оцінка альтернативних рішень». Зазвичай існує не одне рішення проблеми.

Діяльність

У вугільній шахті вже кілька років горить пожежа на північному сході США. Як показано на двох зображеннях (малюнок нижче і нижче), пожежа повністю підземна; дим піднімається через тріщини в землі в деяких районах, а земля обрушилася в декількох місцях. Є багато потенційних рішень цієї проблеми: ми могли б заповнити шахту водою; ми могли б спробувати задушити вогонь, відсікаючи кисень; або ми могли б просто дати йому горіти.

Існує багато можливих рішень більшості проблем, і для того, щоб забезпечити найкраще рішення, важливо, щоб інженери оцінювали кожну альтернативу. У наведеній вище ситуації, яке рішення шахтного пожежі, на вашу думку, коштувало б найбільше? Яке рішення завдасть найбільшої шкоди навколишньому середовищу чи людям, які проживають у цьому районі? Яке рішення, швидше за все, насправді загасить вогонь? Це ті питання, на які інженери повинні відповісти, щоб прийти до оптимального рішення. Рішення, яке було фактично обрано для шахтного вогню, полягало в тому, щоб вогонь продовжував горіти.

Пожежа на підземній вугільній шахті в Сентралії, штат Пенсільванія, горить з 1962 року.

Дим, що піднімається вгору через тріщини в тротуарі, спричинені сильним теплом вогню, що горить внизу.

Інженерна освіта

У 2006 році в США та Канаді було близько 350 інженерних коледжів або шкіл. В інших країнах їх ще сотні. Більшість інженерних коледжів або шкіл мають кілька інженерних програм, які пропонують ступені в різних інженерних спеціалізаціях. Наприклад, Університет штату Арізона (ASU) в Темпі та Месі, штат Арізона, пропонує наступні 12 інженерних та інженерних технологій ступенів. Крім того, в межах багатьох з цих ступенів знаходяться спеціалізовані концентрації або фокус-області.

• Аерокосмічна інженерія
• Біоінженерія
• Хімічна інженерія
• Цивільна та екологічна інженерія
• Комп'ютерна інженерія
• Електротехніка
• Технологія електроніки
• Інжиніринг (багатопрофільний)
• Промислове машинобудування
• Технологія машинобудування
• Машинобудування
• Технологія машинобудування

Інженерні програми зазвичай акредитовані організацією за межами університету. Акредитація - це як штамп схвалення, який вказує на те, що інженерна програма була оцінена, і що вона відповідає стандартам для процесу якості, адекватних ресурсів та відповідної інженерної навчальної програми. Найбільшою організацією з акредитації інженерних програм є ABET. У 2007 році ABET акредитував понад 2700 різних програм у галузі техніки, технологій, прикладної науки та обчислювальної техніки.

ABET вимагає, щоб усі інженерні програми демонстрували, що їхні студенти досягають результатів, показаних у таблиці 1. Ці результати досить загальні, і потрібні практично будь-якому інженеру. На додаток до цих результатів, існують конкретні результати, необхідні кожній інженерній дисципліні. Таким чином, студенти електротехніки повинні продемонструвати вміння проектувати складні електричні та електронні системи; студенти машинобудування повинні продемонструвати вміння проектувати та реалізовувати теплові та механічні системи. Нарешті, кожна інженерна програма може мати результати, специфічні для програми; наприклад, ці результати можуть задовольнити потреби компаній або галузей, які наймають випускників програми. Якщо ви вивчаєте інженерію в програмі, акредитованої ABET, ви витратите частину свого часу, переслідуючи кожен з цих різних результатів.

Студентські результати, необхідні ABET кожної інженерної програми.

Результати:
вміння застосовувати знання з математики, науки та техніки;
вміння проектувати і проводити експерименти, а також аналізувати і інтерпретувати дані;
здатність розробляти систему, компонент або процес для задоволення бажаних потреб в рамках реалістичних обмежень, таких як економічні, екологічні, соціальні, політичні, етичні, охорона здоров'я та безпека, технологічність та стійкість;
здатність функціонувати в багатопрофільних командах;
здатність виявляти, формулювати та вирішувати інженерні завдання;
розуміння професійної та етичної відповідальності;
вміння ефективно спілкуватися;
широка освіта, необхідна для розуміння впливу інженерних рішень у глобальному, економічному, екологічному та соціальному контексті;
визнання необхідності та вміння займатися навчанням протягом усього життя;
знання сучасних проблем;
вміння використовувати технології, навички та сучасні інженерні інструменти, необхідні для інженерної практики.

Щоб підготуватися до вивчення інженерії в коледжі, ви повинні отримати хороший фундамент в середній школі з математики та науки. Подивіться на результат (а) в таблиці 1 (здатність застосовувати знання з математики, науки та техніки). У більшості інженерних програм коледжу студенти вивчають хімію, фізику, вищу математику (або обчислення або дискретну математику), і, можливо, біологію; тому вам потрібно бути готовим вступити в навчання на рівні коледжу в цих областях. Ви будете найкраще підготовлені, якщо ви проходите курси середньої школи у всіх цих областях. Крім того, це корисно, якщо ви готові почати обчислення, перебуваючи на першому курсі навчання в коледжі.

Завершення інженерної навчальної програми може бути складним завданням і, ймовірно, вимагатиме багато годин навчання поза класом. Більшість інженерних програм бакалаврату розроблені таким чином, що ви можете закінчити ступінь бакалавра в чотири роки. Оскільки вони не були добре підготовлені в середній школі або не залишаються на шляху як студент повного дня, багато студентів, однак, беруть п'ять або більше років, щоб закінчити свої ступені.

Завершення інженерного ступеня з хорошими оцінками відкриває багато можливих приємних кар'єрних шляхів. Інженерний ступінь забезпечує основу для типів кар'єри, обговорюваних в профілі в розділі «Деякі практикуючі інженери». Багато випускників інженерних програм також переходять на технічні продажі або інженерні керівні посади протягом перших десяти років своєї кар'єри. Крім того, інженерний ступінь забезпечує відмінну відправну точку для післядипломної освіти. Багато людей зі ступенем бакалавра в галузі інженерії вирішили продовжити ступінь магістра в інженерній спеціалізації, щоб отримати передові та глибокі знання. Ступінь бакалавра в галузі інженерії також забезпечує хорошу основу для просунутого ступеня в галузі права, бізнесу або навіть медицини.

Збагачувальна діяльність (Long)

Визначте дві різні університетські інженерні програми, бажано в різних школах. Дослідіть вимоги до вступу та класи, які ви очікували б взяти в перші два роки програми. Скільки з цих курсів є математикою, наукою та інженерними курсами? Подивіться, чи можете ви визначити курси в кожній з цих областей.

Інженерна ліцензія

Багато інженерів вирішують отримати ліцензію як професійний інженер (PE). Хоча ліцензування не потрібно для більшості інженерних кар'єр, тільки ліцензовані професіонали можуть пропонувати свої послуги громадськості та підписати та печатати плани для громадськості. Деякі інженери, які не зобов'язані мати професійну ліцензію, вирішили зробити це з інших причин; наприклад, деякі роблять це, щоб продемонструвати, що вони виконали визнаний стандарт. Це також може бути вигідним при пошуку або зміні можливостей працевлаштування, оскільки сертифікація PE встановлює кандидата окремо від інших неліцензованих інженерів.

Вимоги до інженерного ліцензування визначаються кожною державою, а тому дещо різняться від штату до держави. Незважаючи на варіації, існує стандартний процес. Перший крок - закінчити акредитовану ABET інженерну програму. Другий крок - скласти іспит з інженерних основ (FE), який охоплює фундаментальні інженерні науки, які вивчаються в інженерній школі. Третій крок - набуття досвіду за допомогою працевлаштування, критерії якого варіюються від штату до держави. Завершальним етапом є складання інженерно-професійної експертизи.

Переглянути питання

Наступні питання допоможуть вам оцінити ваше розуміння розділу Discovering Engineering. На кожне питання може бути один, два, три або навіть чотири правильні відповіді. Щоб продемонструвати своє розуміння, слід знайти всі правильні відповіді.

1. Інженери часто тісно співпрацюють з
   1. інші інженери
   2. ділові люди
   3. вчителі
   4. громадськості
2. За останні 200 років інженери спеціалізувалися, оскільки
   1. було занадто багато людей в одній галузі машинобудування
   2. космічна програма потребувала більшої кількості винаходів
   3. знання науки і техніки зросли
   4. вони могли б заробити більше грошей як фахівець
3. Якби ви були виробником літаків, яких інженерів вам потрібно було б найняти?
   1. Структурний
   2. Електричні
   3. Аерокосмічна
   4. Матеріал
4. Інженерна майстерність - це
   1. так само, як інженерна спеціальність або дисципліна
   2. можливість використання певних видів приладів
   3. ступеня, які ви заробили, такі як ступінь магістра
   4. кількість років, які ви пропрацювали в інжиніринговій фірмі
5. Інженерний досвід можна отримати
   1. проходження додаткових курсів
   2. читання поза класом
   3. розбираючи речі вдома
   4. стажування
6. Інженери використовують свої комунікативні навички
   1. подати заявку на роботу
   2. робити презентації
   3. взаємодіяти з клієнтами
   4. попросити підвищення
7. Інженери зберігають блокнот, щоб документувати свою роботу, щоб вони мали
   1. дані для отримання патенту
   2. дані для позову
   3. інформація для перегляду їх конструкцій при виникненні проблем
   4. дані для підтвердження відпрацьованих годин
8. Робота інженерів
   1. тільки в дуже великих компаніях
   2. тільки з іншими інженерами
   3. майже завжди на самоті
   4. в одній або декількох командах
9. Інженерні бригади складаються з інженерів з різними
   1. обов'язки
   2. навички
   3. конструкції
   4. терміни
10. Інженерні проблеми мають
    1. одне найкраще рішення
    2. часткові рішення
    3. більше одного рішення
    4. комплексні рішення
11. Інженерні програми акредитовані організацією під назвою
    1. ЕНГГ
    2. АСУ
    3. НСФ
    4. ПІДБУРЮВАТИ
12. Студенти інженерних програм повинні мати
    1. розуміння професійної та етичної відповідальності
    2. знання сучасних проблем
    3. широка освіта
    4. здатність займатися навчанням протягом усього життя
13. Більшість інженерних товариств
    1. допоможіть інженерам знайти роботу
    2. мають сильну освітню складову
    3. вимагають просунутих ступенів для членства
    4. спонсоруються підприємствами
14. Добре підготовлений студент, який вивчає техніку повний робочий день, візьме
    1. всього за два роки, щоб закінчити ступінь
    2. п'ять плюс років, щоб закінчити ступінь
    3. шість років, щоб закінчити ступінь
    4. чотири-п'ять років, щоб закінчити ступінь
15. Обчислення має важливе значення для інженерії. Учні, які не беруть обчислення в середній школі
    1. ніколи не може стати інженером
    2. повинні взяти обчислення на першому курсі коледжу
    3. можуть пропустити обчислення, якщо вони взяли алгебру
    4. може замінити фізику для обчислення
16. Курси з інженерної спеціальності можуть включати
    1. обчислення
    2. фізика
    3. хімія
    4. біологія